Исследователи из Массачусетского технологического института и Технологического института Джорджии представили данные, опровергающие представление о коллективном поведении комаров при поиске цели. Согласно результатам работы, опубликованным в научном журнале «Science Advances», насекомые не ориентируются на движение сородичей и не образуют организованных стай. Каждый комар принимает решение о направлении полета самостоятельно, опираясь на комбинацию химических и визуальных сигналов, что в итоге приводит к концентрации множества особей в одной точке.
В ходе эксперимента ученые проанализировали траектории полета от 50 до 100 насекомых одновременно, зафиксировав более 53 миллионов точек данных и 477 тысяч отдельных маршрутов. На основе этого массива информации была разработана математическая модель, описывающая поведение комара вида Aedes aegypti – одного из наиболее опасных переносчиков заболеваний. Этот вид ответственен за распространение желтой лихорадки, лихорадки денге и вируса Зика, ежегодно уносящих жизни более 770 тысяч человек по всему миру.
Ключевыми факторами обнаружения человека служат концентрация углекислого газа, выделяемого при дыхании, и визуальный контраст. Исследование показало, что зрение играет важнейшую роль на коротких дистанциях. Комаров привлекают темные оттенки и силуэты, которые выделяются на фоне окружающей среды. Ученые выделили три различных сценария поведения в зависимости от доступных стимулов. При наличии только визуального сигнала насекомое быстро приближается к объекту, но теряет интерес, если не находит химического подтверждения.
В случае обнаружения исключительно углекислого газа комар снижает скорость и переходит в режим активного поиска, совершая хаотичные маневры. Наиболее эффективная тактика наблюдается при сочетании обоих факторов: насекомое начинает вращаться вокруг цели на постоянной скорости, выбирая место для посадки. Авторы работы проводят аналогию между этим процессом и поведением морских хищников, например акул, которые кружат вокруг добычи перед атакой.
Понимание алгоритмов, по которым комары выбирают жертву, имеет практическое значение для общественного здравоохранения. Данные о том, как одежда, особенности метаболизма и объемы выдыхаемого газа влияют на траекторию полета, позволяют совершенствовать ловушки и системы контроля популяций. Учитывая, что из 3,5 тысяч видов комаров лишь около сотни представляют угрозу для человека, точечное воздействие на механизмы их ориентации может стать решающим фактором в борьбе с трансмиссивными инфекциями.
